JPH09180252A

JPH09180252A - 光記録媒体の基板およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09180252A
Application number: JP7352599A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kinoshita; 文男木下; Toshihiro Hatsu; 敏博発; Toshiharu Nakanishi; 俊晴中西
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】基板とスタンパーや金型との離型性を向上
し、面反り等の変形を抑制し、機械特性に優れた光記録
媒体の基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】記録情報エリアを有する情報面と、該情
報面の裏側の平坦面とを有する光記録媒体の基板におい
て、前記情報面の記録情報エリアの外の領域または情報
面の記録情報エリアの外の領域と該領域に対応する裏側
平坦面の領域との両領域に、表面粗さＲｍａｘが２０ｎ
ｍ〜１００ｎｍの微小な条溝および／または凹部を形成
したことを特徴とする光記録媒体の基板およびその製造
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体の基板
およびその製造方法に関する。より詳しくは、例えば、
相変化書き換え型光記録媒体、光磁気記録媒体、追記型
光記録媒体等に使用されるポリカーボネート樹脂、ある
いはポリメチルメタアクリレート樹脂等の透明性熱可塑
性樹脂により成形される光記録媒体の基板およびその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光の照射により、情報の再生あるいは記
録、再生さらには消去が可能である光記録媒体は、通称
ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの再生専用型光ディスク、同じ
くライトワンスの記録再生型光ディスク、同じくリライ
タブル型の記録・再生・消去・書換え可能型光ディスク
などがある。光ディスクは磁気記録方式の磁気ディスク
にくらべ、大容量であること、非接触方式での記録再生
等が可能で取り扱いが容易であること、傷や汚れに強い
ことなどの特徴があり、近年、大きな需要拡大が期待さ
れている。

【０００３】これらの光記録媒体はグルーブとプリフォ
ーマットで構成される記録情報エリア（グルーブエリ
ア）が転写された基板上に光学的情報記録層が形成され
たものである。一般的にこれら光記録媒体の基板は、以
下のようにして成形される。すなわち、射出成形法や射
出圧縮成形法により、記録情報エリアが形成されたスタ
ンパーを装着した金型のキャビティ内にポリカーボネー
ト樹脂、あるいはポリメチルメタアクリレート樹脂等の
透明性熱可塑性樹脂を溶融状態で射出充填し、次いで冷
却・固化させることによりスタンパーの記録情報エリア
が転写された基板が成形される。この基板には主として
スタンパーの記録情報を精密に転写すること、複屈折が
小さいこと、情報面の面ぶれや加速度等に代表される機
械特性が良好であることなどが特性として要求される。
このため、上記方法においては、金型温度を高くする、
射出速度を速くする、成形温度を高くする、保圧を十分
にかけるなどの成形条件を採ることで転写性の改良を図
ることが一般的に行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにして成形される光記録媒体の基板においては、機械
特性、特に面振れや軸方向加速度などが局部的に増大す
ることがあるという問題があった。また、グルーブが変
形したり、ピットずれや多重転写が発生するおそれがあ
るという問題があった。さらには、スタンパーに付着し
た樹脂からの発生ガスに起因する汚れを除去しにくいと
いう問題もあった。

【０００５】本発明者らは光記録媒体の基板成形時の上
記問題点を解決するために鋭意検討した結果、軸方向加
速度の増大は局部的な面変形の発生によるものであるこ
と、また、該局部的な面変形や面振れ、グルーブの変
形、さらには、ピットずれや多重転写は、金型のキャビ
ティ内に、例えばポリカーボネート樹脂を溶融状態で射
出充填し、冷却・固化させ、次いで金型が開いて基板が
スタンパーや、金型キャビティ構成部材の表面から離型
する際、密着部と非密着部が生じることによる剥離むら
が主たる原因であることを見出し、本発明に至った。

【０００６】この問題を解消するために、基板成形用原
料に離型剤を添加して対処することも可能であるが、多
量に添加すると金型やスタンパーを汚染したり、基板の
耐久性が低下するため添加量が制約されるという問題が
あった。また、成形条件の制御、例えば、金型温度を下
げることによって離型性は顕著に改良されるが、基板へ
の転写性が低下するので限界がある。離型時のエアーブ
ロー条件の制御も行われるが、これにも限界がある。

【０００７】また、基板のスタンパー転写全領域や内周
スタンパーホルダーに対応する領域にグルーブやピット
を成形したりすることにより、変形を防止する方法が提
案されている（特開平６−８７１４２号公報）が、鏡面
側の離型むらに関しては効果が発現されないという問題
があった。また、スタンパーに対向する金型表面に多数
の特定の大きさの凹凸を形成し、アンカー効果により基
板のずれ、ひいてはピットずれや多重転写を防止する方
法が提案されている（特開平６−２９７５１４号公報）
が、この方法によって得られる基板の情報面の裏面には
凹凸が形成されてしまうという欠点があった。さらに、
スタンパーの汚れ防止に関しては、未だ効果的な方法が
提案されていない。

【０００８】本発明の課題は、面振れや軸方向加速度な
どが小さく、機械特性に優れ、さらには、グルーブの変
形、ピットずれや多重転写等を効果的に抑制した光記録
媒体の基板とその製造方法を提供することにある。ま
た、効果的なスタンパーの汚れ防止対策を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは光記録媒体
の基板成形時の前述のような問題点解決のためさらに鋭
意検討した結果、これらの剥離むら現象は、金型キャビ
ティ構成部材のキャビティ表面が一般的に表面粗さ１０
ｎｍ前後に高度に研磨仕上げされており、射出圧力や射
出圧縮成形力等によって基板が押圧され、鏡面仕上げ部
が他部に比べて強固に密着することによって発生するこ
とを見出した。また、スタンパーに付着した樹脂の発生
ガスに起因する汚れを除去しにくいのも、記録情報エリ
アに比べ、同様に鏡面部に汚れが強固に密着するために
よることを明らかにし、スタンパーとともに金型キャビ
ティ構成部材の鏡面仕上げ部を適度に粗面化することに
よって、剥離むらを抑制し、ひいては、面振れや軸方向
加速度などが小さく、機械特性に優れ、さらには、グル
ーブの変形、あるいはピットずれや多重転写等を効果的
に抑制した光ディスク基板が得られるとの知見を得るに
至った。

【００１０】上記課題を解決するために、本発明の光記
録媒体の基板は、記録情報エリアを有する情報面と、該
情報面の裏側の平坦面とを有する光記録媒体の基板にお
いて、前記情報面の記録情報エリアの外の領域または該
領域に対応する裏側平坦面の領域のいずれかあるいは両
領域に、表面粗さＲｍａｘが２０ｎｍ〜１００ｎｍの微
小な条溝および／または凹部を形成したことを特徴とす
るものからなる。

【００１１】また、上記課題を解決するために、本発明
の光記録媒体の基板の製造方法は、スタンパーを装着し
た射出成形金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填
し、記録情報エリアを有する情報面と、該情報面の裏側
の平坦面とを有する光記録媒体の基板を成形するに際
し、成形される基板の前記情報面の記録情報エリアの外
の領域または該領域に対応する裏側平坦面の領域のいず
れかあるいは両領域に、表面粗さＲｍａｘが２０ｎｍ〜
１００ｎｍの微小な条溝および／または凹部を形成する
ことを特徴とする方法からなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る光記録媒体の基板の
情報面の記録情報エリアの外の領域、または該領域に対
応する裏側平坦面のいずれかあるいは両領域には、表面
粗さＲｍａｘが２０ｎｍ〜１００ｎｍの微小な条溝およ
び／または凹部が形成される。このような条溝および／
または凹部を形成することにより、基板とスタンパー、
基板と金型との強固な密着が抑制され、基板をスタンパ
ーおよび金型からスムーズに、かつ剥離むらを発生させ
ることなく離型することができるので、基板の成形性が
向上する。また、スタンパーに樹脂が付着しにくくなる
ので、スタンパーの汚染が防止できる。さらに、良好な
成形性を担保することにより、光記録媒体をより小型、
軽量化するための基板の薄肉化（例えば、１．２ｍｍ程
度の厚さから０．６ｍｍ程度の厚さへの薄肉化）や、よ
り大容量化するためのトラックの狭ピッチ化（例えば、
１．２μｍ程度のピッチから１．０μｍ以下のピッチへ
の狭ピッチ化）の促進に容易に対応できる。

【００１３】なお、上記情報面は、記録情報エリアと、
該エリアの径方向外側に形成されるエリア（以下、単に
外周非情報エリアと言うこともある）と径方向内側に形
成されるエリア（以下、単に内周非情報エリアと言うこ
ともある）とを有している。したがって、本発明の「記
録情報エリアの外の領域」には、内周非情報エリア、外
周非情報エリアが含まれる。

【００１４】また、本発明に係る光記録媒体の基板の、
記録情報エリアに対応する裏側平坦面は平滑面として形
成されるので、光記録媒体成形後のドライブ時の入射光
や反射光の散乱による信号不良を招くおそれはなく、光
記録媒体としての良好な記録・再生特性が確保される。

【００１５】上記条溝および／または凹部を基板上に形
成（以下、単に粗面化と言うこともある。）するために
は、粗面化したい領域に対応するスタンパーおよび金型
面を粗面化すればよい。スタンパー、金型面への粗面化
部形成方法はとくに限定されるものではないが、金型面
に対しては、たとえば旋削、研削、研磨あるいはエッチ
ングを施すことにより粗面化することができる。また、
スタンパーに対しては、スタンパー作成時にその元とな
るマスタ作成工程におけるレーザカッティング時に粗面
化することができる。

【００１６】なお、実際に基板上の所定領域に所定の条
溝および／または凹部が形成されたか否かは、原子間力
顕微鏡（たとえば、ナノスコープＩＩＩ（東洋テクニカ
社製））を用いて測定することができる。

【００１７】本発明に係る光記録媒体の基板は、ポリカ
ーボネートを主成分とする樹脂組成物から成形すること
ができる。ポリカーボネートは、たとえば、２価フェノ
ールとカーボネート先駆体の反応によって得られる透明
なものである。２価フェノールとしてはハイドロキノ
ン、４，４′−ジオキシジフェニル、ビス（ヒドロキシ
フェニル）アルカン、ビス（ヒドロキシフェニル）シク
ロアルカン、ビス（ヒドロキシフェニル）エーテル、ビ
ス（ヒドロキシフェニル）ケトン、ビス（ヒドロキシフ
ェニル）スルフィド、ビス（ヒドロキシフェニル）スル
ホン、及びこれらの低級アルキル、ハロゲン等の置換体
を用いることができる。

【００１８】上記ポリカーボネート樹脂組成物の粘度平
均分子量は、１３，０００〜１８，０００の範囲にある
ことが好ましい。１３，０００未満では、成形される基
板の強度が不十分となり、光記録媒体として実用的な強
度が得られない。また、１８，０００を越えると、成形
時の樹脂の流動性が低下し、転写性や光学的歪量等に問
題が出やすい。

【００１９】なお、上記ポリカーボネート樹脂組成物に
は、本発明の目的を損なわない範囲で、各種添加剤（た
とえば、リン系安定剤等）が添加されてもよい。

【００２０】上記のように調製されたポリカーボネート
樹脂組成物を用いて、本発明に係る基板が成形される。
成形は、一般に射出成形により、円盤状の基板が形成さ
れる。基板成形においては、所定の金型内に、細密なト
ラック状の凹凸条やピットが片面に形成されたスタンパ
ーが装着され、溶融樹脂が充填され保圧が加えられて成
形される。スタンパーの形状が基板の記録層付与側の
面、つまり情報記録エリアを有する情報面に転写され、
所定の冷却が行われた後、型開きして離型される。

【００２１】成形された基板の情報面に、所定の記録層
が設けられる。記録層は、基板上にまず保護層を設け、
その上に形成するようにしてもよい。また、形成された
記録層の上に、さらに保護層、反射層等各種の層を設け
てもよい。

【００２２】記録層には、たとえば、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ
−Ｐｄ合金、Ｔｅ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｐｄ−Ｎｂ合金、Ｎｂ
−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｐｔ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｎｉ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｃｏ−Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ合金、Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ合
金、Ｉｎ−Ｓｅ合金、およびこれらを主成分とする合金
が用いられる。これら合金を、基板上に、あるいは基板
上に設けられた保護層上に、たとえばスパッタリングで
膜付けし、記録層が形成される。

【００２３】また、これらの組成は次式で表される範囲
にあることが熱安定性と繰返し安定性に優れている点か
ら好ましい。Ｍ_z（Ｓｂ_xＴｅ_(1-x)）_1-y-z（Ｇｅ_0.5Ｔｅ_0.5）_y ０．３５≦ｘ≦０．５０．２０≦ｙ≦０．５０≦ｚ≦０．０５ここでＭはパラジウム、ニオブ、白金、銀、金、コバル
トから選ばれる少なくとも一種の金属を表す。また、
ｘ、ｙ、ｚ及び数字は各元素の原子の数（各元素のモル
数）を表す。特にパラジウム、ニオブについては少なく
とも一種を含むことが好ましい。この場合ｚは０．００
０５以上であることが必要である。

【００２４】次に、本発明に係る光記録媒体の基板およ
びその製造方法の例について、図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施態様に係る光記録媒体の基
板を示しており、図３は、図１の基板を射出成形により
成形する際の様子を示している。また、本発明の理解を
容易にすべく、図２に従来の光記録媒体の基板を示し
た。なお、同一箇所には、同一番号を付しその説明は省
略した。図において１は、基板を示している。基板１は
円盤状に形成されており、情報面２と該情報面２の裏側
の平坦面３とを有している。情報面２は、記録情報エリ
ア４と該エリア４の径方向外側に形成された外周非情報
エリア５と記録情報エリア４の径方向内側に形成された
情報面側内周平坦エリア６、インナースタンパホルダエ
リア１２、可動側ブッシュエリア１３、エジェクタスリ
ーブエリア１４を有している。そして、エリア６、１
２、１３、１４により、内周非情報エリア６′が形成さ
れ、エリア４、５、６によりグルーブエリア１５が形成
されている。エリア５、６、１２、１３、１４には表面
粗さＲｍａｘが２０ｎｍ〜１００ｎｍの条溝１１が形成
されている。本実施例においてはエリア５、６、１２、
１３、１４の全てに条溝１１が設けられているが、必要
に応じてその一部、例えばエリア５、６のみに条溝１１
を設けるような組合せをすることも可能である。なお、
記録情報エリア４には複数のグルーブ７が形成されてい
る。

【００２５】一方、平坦面３は、記録情報エリア４に対
応する記録情報エリア対応エリア８と、外周非情報エリ
ア５に対応する外周非情報エリア対応エリア９と、内周
非情報エリア６′に対応するグルーブエリア外対応エリ
ア１０とを有している。エリア９、１０には、表面粗さ
Ｒｍａｘが２０ｎｍ〜１００ｎｍの微小な条溝１１が形
成されている。本実施例においては、エリア９、１０の
両方に条溝１１が形成されているが、エリア９にのみ条
溝１１を形成したものであってもよい。

【００２６】なお、条溝１１に代えて表面粗さＲｍａｘ
が２０ｎｍ〜１００ｎｍの凹部を形成することも可能で
ある。さらに、条溝１１と凹部の両方を形成するように
してもよい。

【００２７】これに対し、図２に示す従来のスタンパー
には、エリア５、６′、９、１０に条溝１１を設けるな
どの粗面化処理はなされていない。

【００２８】図３は、図１の基板１を射出成形により成
形する際の様子を示している。図３において、２０は射
出成形用金型を示している。射出成形用金型２０は、パ
ーティングライン（ＰＬ）を境に固定側２１と可動側２
２とで構成されている。固定側２１には、固定側取付板
２３が設けられており、該取付板２３の略中央には射出
成形機のノズル（図示略）の先端が当接するノズルタッ
チエリア２４が形成されている。固定側取付板２３には
固定側背板２５が設けられており、該固定側の背板２５
には固定側型板２６が設けられている。固定側型板２６
の外縁は固定側ガイドリング２７に覆われている。

【００２９】可動側２２の可動側型板２８は、固定側型
板２６に対向して設けられている。可動側型板２８に
は、インナースタンパホルダ３２によってスタンパー３
０が装着されている。その外周部にはキャビティリング
２９が装着されている。また、可動側金型２６の中心部
には可動側ブッシュ３３が固装され、さらにその内側に
は、ゲートや基板を突き出すためのエジェクタスリーブ
３４とエジェクタピン３５が滑動自在に装着されてい
る。そして、固定側型板２６、キャビティリング２９、
スタンパー３０によりキャビティ３１が形成されるよう
になっている。

【００３０】スタンパー３０の面３０ａには、基板１の
記録情報エリア４を形成する凹凸部（図示略）およびエ
リア５、６に条溝１１を形成するための条溝形成部（図
示略）が設けられている。また基板の１２、１３、１４
の箇所に当接する３３、３４、３５の各部分にも条溝１
１を形成するための条溝形成部（図示略）が設けられて
いる。また、固定側型板２６の面２６ａには、エリア
９、１０に条溝１１を形成する条溝形部（図示略）が設
けられている。

【００３１】そして、キャビティ３１内に溶融樹脂（本
実施例においてはポリカーボネート）が充填され、冷却
・固化され、上記のような情報面２、平坦面３を有する
基板１が成形されるようになっている。

【００３２】

【実施例】

実施例１〜４、比較例１〜２粘度平均分子量が１５０００のポリカーボネートに表１
に示すように離型剤を配合し、片面にピッチが０．９μ
ｍのグルーブとピットとを有する直径１２０ｍｍ、肉厚
０．６ｍｍの基板を、型締圧力７５ＴＯＮの射出成形機
を用いて、シリンダー温度３５０℃、金型温度１３０℃
の条件で射出成形した。この際、表１に示す態様で基板
上の情報面の内、外周非情報エリア（情報面側）、情報
面の内、外周非情報エリアに対応する裏側平坦面の内、
外周非情報エリア対応エリア（裏面側）に、表面粗さＲ
ｍａｘが２０ｎｍ〜１００ｎｍの微小な条溝および／ま
たは凹部（粗化仕上げ部）を形成した。

【００３３】得られた基板の面反りと軸方向加速度を、
機械特性測定器（小野測器（株）製、ＬＭ−１００）で
測定した。一般的に、離型不良で局部的変形が発生する
と、軸方向加速度が大きくなる。したがって、軸方向加
速度が小さいということは、離型性が良好で、かつ、局
部的な変形が抑制され、グルーブの変形やピットずれ等
も抑制されていると判断できる。これらの結果を併せて
表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１から明らかなように、情報面側、裏面
側の両面にあるいはいずれか一方の面に粗面化仕上げ部
を形成した場合は、面反りが小さく、局部的変形に起因
する軸方向加速度の増大も防止されていることがわかる
（実施例１〜４）。また、離型剤の配合量を大幅に低減
しても面反りが抑制されていることがわかる（実施例
２）。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光記録媒
体の基板およびその製造方法によるときは、面反り等の
変形が効果的に抑制され、軸方向加速度が小さい、優れ
た機械特性を有する光記録媒体の基板を得ることができ
る。

【００３７】また、離型性が良好であるから、グルーブ
の変形、ピットずれや多重転写等についても、効果的に
抑制できる。さらに、良好な離型性により、スタンパー
の汚れについても抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光記録媒体の基板の斜
視図である。

【図２】従来の光記録媒体の基板の斜視図である。

【図３】図１の光記録媒体の基板を成形する金型の部分
拡大断面図である。

【符号の説明】

１基板２情報面３平坦面４記録情報エリア５外周非情報エリア６情報面側内周平坦エリア６′内周非情報エリア７グルーブ８記録情報エリア対応エリア９外周非情報エリア対応エリア１０内周非情報エリア対応エリア１１条溝１２インナースタンパホルダエリア１３可動側ブッシュエリア１４エジェクタスリーブエリア１５グルーブエリア２０射出成形用金型２１固定側２２可動側２３固定側取付板２４ノズルタッチエリア２５固定側背板２６固定側型板２６ａ面２７固定側ガイドリング２８可動側型板２９キャビティリング３０スタンパー３０ａ記録面３１キャビティ３２インナースタンパホルダ３３可動側ブッシュ３４エジェクタスリーブ３５エジェクタピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録情報エリアを有する情報面と、該情
報面の裏側の平坦面とを有する光記録媒体の基板におい
て、前記情報面の記録情報エリアの外の領域または該領
域に対応する裏側平坦面の領域のいずれかあるいは両領
域に、表面粗さＲｍａｘが２０ｎｍ〜１００ｎｍの微小
な条溝および／または凹部を形成したことを特徴とする
光記録媒体の基板。
【請求項２】スタンパーを装着した射出成形金型のキ
ャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、記録情報エリアを
有する情報面と、該情報面の裏側の平坦面とを有する光
記録媒体の基板を成形するに際し、成形される基板の前
記情報面の記録情報エリアの外の領域または該領域に対
応する裏側平坦面の領域のいずれかあるいは両領域に、
表面粗さＲｍａｘが２０ｎｍ〜１００ｎｍの微小な条溝
および／または凹部を形成することを特徴とする、光記
録媒体の基板の製造方法。